سیستم‌های هوشمند یا Intelligent Systems چیستند؟
خرداد ۱۵, ۱۳۹۷
کنتاکتور چیست و چه کاربردی دارد؟
خرداد ۱۵, ۱۳۹۷
در ابتدا مطلب را در قالب یک موضوع خاص بیان میکنیم و اینطور به مسئله می نگریم که سمپوزیوم سال های اخیر فضا به عنوان یک سیستم شناختی است. در این رابطه پرسشهای زیر مطرح میشود:
سیستم شناختی چیست و چگونه میتوانیم فضا را در زمرهی یک سیستم شناختی طبقه بندی نمائیم؟
قبل از اینکه این مطلب رو با ذکر مثالی آغاز نماییم به شما پیشنهاد میکنیم مقاله زیر را مطالعه نموده تا شناخت بهتری نسبت به علوم شناختی داشته باشید و این مثال را در ادامه مقاله ذکر شده مطالعه نمایید:
این پرسشها را با بررسی بحثهایی در مورد ذهنیت و شناخت و همچنین در رابطه با مفاهیم مرتبط با همین موضوع در ادبیات به بحث میگذاریم. این موارد شامل سیستم‌های ذهنی، آموزش گروهی و آگاهی از شرایط میشود. نتیجهی حاصله این است که شناخت و سیستم‌های مرتبط با آن اهرم قابل توجهی است برای حل چالشهای طرح شده در زمینهی سیستم فضایی است. اما با توجه به تاکید بر محوریت فناوری که در طراحی این سیستمها وجود دارد و در جهت اهمیت محوریت بشر است، لازم است از تحریف موضوع اجتناب ورزیم. این مطلب به توسعه و پیشرفت رباتها و سیستم‌های موثر کمک خواهد کرد.
مقدمه
فضا سیستمی است توزیع شده و ناهمگون که از انسانها و فناوریهای گوناگونی تشکیل شده است. سیستم شناختی فضا، موضوع سمپوزیوم سال های اخیر است. این موضوع پرسشهایی از این قبیل را ایجاد مینماید: سیستم شناختی چیست و چگونه میتوانیم فضا را در یک سیستم شناختی طبقه بندی کنیم؟
یک سیستم شناختی عبارت از عملکردی است که در زمینهی دانش، شناخت، برنامه ریزی، تصمیم گیری، حل مسائل، تجزیه و تحلیل، جمع بندی، ارزیابی و قضاوت و ارتباط اینها با ادراک و عمل انجام پذیرد. طبقه بندی فضا به عنوان یک سیستم شناختی موجب میشود، ادعا کنیم که فضا نهادی است که عملکردی شناختی دارد.
ادعای قابلیت شناختی فضا، دیدگاهی فراتر از ذهنیت فردی و هماهنگی بینش افراد و استفاده از منابع و مواد را گسترش میدهد. این دیدگاه با نظریهی شناخت توزیع شده که توسط هاچینز در سال 1995 و بعدها به وسیلهی هولن، هاچینز و کریش در سال 2000 میلادی بیان شده است، هماهنگ است. موضوع اصلی این نظریه آن است که شناخت توزیع شده فرضیهای نیست که گونهی خاصی از شناخت را دربربگیرد، بلکه نظریهای بنیادی است که به ساختارها و فرآیند شناخت اشاره میکند (هولن و همکاران سال 2000). بنابراین تمام شناخت، یک سیستم توزیع شده است.
ما به طور سنتی عادت داشتهایم که شناخت و ذهنیت را عملکردی وابسته به تفکر فردی در نظر بگیریم. اما از نقطه نظر شناخت توزیع شده، این عملکردی است که بین تمام آحاد یک جامعه و مصنوعات دست آنان توزیع شده است. ذهنیت به گونهای در فضا پخش شده که مصنوعات گوناگون و فرآیندهای شناختی را در برمیگیرد. به گونهای که مصنوعات پیشین فرآیند شناختی میتوانند مصنوعات بعدی را شکل دهند. مهمتر از همه این که فرآیندهای ذهنی آحاد مختلف میتوانند چنان با یکدیگر در تعامل باشند که قابلیتهای شناختی از طریقی متقابل و پویا نقش آفرینی نماید که این خود ناشی از فضا و هماهنگی عوامل توزیع شده در بین افراد است.
یک سیستم شناختی توزیع شده، سیستمی است که به صورتی پویا خود را به زیر مجموعههای سیستم منتقل کرده و آنها را به عملکردی هماهنگ وامیدارد. بسیاری از زیر مجموعههای یاد شده خارج از ذهنیت فرد قرار دارند. در شناخت توزیع شده، تعامل بین افراد و منابع خارجی به اندازهی فرآیند شناخت فردی حائز اهمیت است. فعالیت ذهنی درونی و تعاملات بیرونی و منابع فیزیکی، همگی از اهمیت یکسانی برخوردار بوده و تعیین کنندهی روابط هستند. یک سیستم توزیع شده، بسیاری از افراد و مصنوعات گوناگون و کارایی عملکرد ذهنی را دربرگرفته و به همین خاطر به عنوان یک سیستم ذهنی شناخته میشود.
نظریهی شناخت توزیع شده، ذهنیت ما در مورد ارتباط میان تفکر، تعاملات اجتماعی و منابع فیزیکی را دچار تغییر میکند. تعاملات میان فرآیندهای درونی و بیرونی بسیار پیچیده است و در مقیاسهای زمانی و فضایی متنوعی گسترده شده و هیچ یک از منابع داخلی و خارجی به تنهایی بیانگر آن نیستند.
مثال تشریحی
در اوایل دههی 90 میلادی، نظریهی شناخت توزیع شده توجه بسیاری از افراد را به خود معطوف کرد. با این اوصاف، مفسران مختلف، در مورد این مفهوم، دیدگاههای متفاوتی را ارائه دادند. با این حال، دیدگاههای متنوع ذکر شده جنبهی واقع بینالنهای نداشتند. نظریهی هاچینز (1995) در یک محیط علمی قابل درک و مطلوب بود. او توصیف جامعی از شناخت توزیع شده ارائه کرد که نحوهی تفکر او در مورد این موضوع را به وضوح تشریح میکرد.
توصیفات ذکر شده، فعالیتهای تیم هدایت کنندهی یک کشتی ناوبری ایالات متحدهی آمریکا را در حالی بیان میکرد که در دریاهای محصور در حال حرکت بودند. هاچینز بیان کرد که این تیم هدایت کننده، اعم از نفرات و سیستم‌های ناوبری و روشهای به کار گرفته شده در آن، یک سیستم ذهنی و شناختی است که محاسبات مربوط به ناوبری را با کمک یکدیگر انجام میدهند.
ناوبری در آبهای محصور، مستلزم شناخت موقعیتی است که خود، تعیین میزان سرعت و جهت حرکت را دربرمیگیرد. روند تعیین موقعیت و علامت گذاری از کار با یک دستگاه ضبط غلتان آغاز میشود که در کابین هدایت کشتی قرار دارد. این دستگاه اپراتورهای بالهها را هدایت میکند. اپراتورها نیز دستگاه ثبت غلتان را به گونهای راهنمایی میکنند تا بتواند اطلاعات مربوطه را ثبت نماید. یک پلاتر ناوبری نیز در کابین قرار دارد که موارد ثبت شده و زمان مشاهدات را میخواند. انجام مکرر روند یاد شده موجب تامین منابع اطلاعاتی کشتی و تعیین سرعت میگردد.
این روش ناوبری حاصل یک سیستم شناخت توزیع شده است که عناصر مختلفی از جمله محاسبات زمانی و مکانی گوناگونی در آن دخیل هستند. نتایج محاسبات اولیه به مکان دیگری انتقال یافته و سپس به صورت محاسبات یکپارچهای جمع بندی میگردند.
چنین فرآیندهایی که با شناخت توزیع شده مرتبط هستند میتوانند محاسبات پیچیدهتری را به دنبال داشته و به صورت جداگانه در دسترس تمام اعضای یک سیستم قرار بگیرد. با این حال، این موضوع، تنها شامل قدرت و تنوع بیشتری نمیشود. هاچینز معتقد است که سیستم مذکور دارای خواصی متفاوت از خواص شناخت فردی است و شامل پتانسیلهای بالای اجتماعی است که وابسته به گروههای اجتماعی و شناخت فردی هستند . بنابراین، سیستم ناوبری ذکر شده محاسبات مورد نیاز خود را به گونهای انجام میدهد که وابسته به هیچ یک از اعضای گروه نیست.
شناخت ، پدیدهای مشتق است
قابلیتهای شناختی مشتق از فعالیتهایی است که در ارتباط با ساختار یک سیستم شناختی بوده و با همان ساختار شکل میگیرد. این ساختار شناختی ترکیبی از ساختار عملکرد محیط فیزیکی، نهاد اجتماعی محل کار و ساختار عملکرد تفکر فردی است. همان طور که گفته میشود، هم افزایی به معنای مجموع قابلیتهای فردی نیست. تعاملات مابین زیر مجموعههای یک سیستم، قدرتی شناختی ایجاد میکند که فراتر از تمام زیر مجموعههای فردی یا مصنوعی است. این دیدگاه، تلقی ما دربارهی ارتباط میان تفکر، تعاملات اجتماعی و منابع فیزیکی را دستخوش تغییر میکند. تعاملات میان فرآیندهای درونی و بیرونی پیچیده بوده و در بازهی زمانی و مکانی متغیر هستند. در صورتی که این همکاری به صورت هماهنگی صورت پذیرد بسیار موثرتر، قویتر و معنیدارتر خواهند بود. به این ترتیب، سیستم شناختی بسیار توانمندتر عمل خواهد کرد.
در مجموع، از آن جا که خاصیت ظهوریافتگی فرآیند خودسازماندهی را ایجاد میکنند، ماهیت این ویژگی کمتر شناخته شده است. شکل ریزساختار یا فرآیند ظهوریافتگی تعریف مشخصی ندارد. با این حال، خاصیت همرفتی موجود در مایعی حرارت دیده را ظهوریافتگی مینامیم. در حالی که ساختار جزئی آن شامل این مطلب نمیشود. نظریههایی که تصویر، الگو یا طرحی ذهنی را به عنوان یک طرحواره ارائه میدهند، اجتناب از خودهماهنگی را موجب میشوند (مثال: جانسون-لیرد 1983). در عوض، برخی از مباحث مطرح شده در زمینهی خود-هماهنگی، ریشه در درک جامعی از شناخت دارند (مثال: لینترن و کاگلر 1991).
کسانی که مدافع خود-سازماندهی هستند و آن را توضیحی برای شناخت و تاکیدی بر نقش تعاملات محلی در الگوی پیشرفت میدانند، آن را دیدگاهی از پائین به بالا میشمارند. در عوض، نظریهی ظهوریافتگی چشم اندازی از بالا به پائین داشته و تصویری قاطع از تاثیر گذاری بر شناخت دارند. نکتهای که باید در نظر گرفته شود این است که اگر چه محدودیتهای محلی نقش مهمی در خود-سازماندهی ایفا میکنند، اما محدودیتها، چه محلی باشند و چه جهانی با یکدیگر در تعامل بوده و پدیدهی ظهوریافتگی را ایجاد مینمایند. برای مثال، با این که تعملات محلی بین مولکولها اهمیت دارد، ولی بدون وجود عوامل محیطی دیگر اتفاقی روی نمیدهد.
به همین ترتیب، ظهوریافتگی نیز وابسته به عوامل محیطی و تعاملات محلی و ارتباط اینها با یکدیگر و با مصنوعات اطراف است. ساختار شناختی روش انتقال اطلاعات در سیستم را مشخص میکند. این ساختار، ساختاری عملکردی است که بر یمنای محیط فیزیکی، نهاد اجتماعی محل کار و ساختار عملکردی تفکرات فردی عمل میکند. قابلیتهای شناختی نوین از محدودیتهای اعمال شده بر ساختار شناختی نشات گرفته و توسط آن محدودیتهای ساختاری شکل میگیرند.
شناخت و عملکرد فناوری
نظریهی شناخت توزیع شده با این دیدگاه سازگار است که سیستم شناختی یک سیستم متفکر، هوشمند یا اطلاعاتی است. با این حال، چنان که انضباط حاکم بر هوش مصنوعی مدعی است، هوش پیشرفته به وسیلهی فعالیت توابع هوش ماشینی ایجاد نمیشود. در عوض، هوش پیشرفته از همکاری بین عوامل انسانی توزیع شده از طریق تعاملات آنان با یکدیگر و عملکرد مصنوعات تکنولوژیک ناهمگون نشات میگیرد. به این معنا که همکاری بین فاکتورهای انسانی و کاربرد آنها در مصنوعات تکنولوژیکی هماهنگ، موثر، قوی، معنیدار و توزیع شده بوده و این سیستم هوشمند است.
گاهی اوقات چنین استدلال میشود که عوامل مبتنی بر کامپیوتر میتوانند به منظور درک باورهای انسانی مورد استفاده قرار بگیرند. از نقطه نظر شناخت توزیع شده، علیرغم افراد، ابزارهای تکنولوژیک فاقد استدلال و منطق هستند. احتمالاً دو فردی که با یکدیگر در هماهنگی کامل باشند، میتوانند به صورت موثرتری استدلال نمایند. و در صورتی که از فرصتهایی که به وسیلهی ابزارهای تکنولوژیک فراهم آمده، انزوا گزینند، نمیتوانند از ارتباط منطقی محاسباتی و سازماندهی اطلاعات استفاده کرده و تعداد غیر قابل تصوری از عوامل و توابع پشتیبانی را از دست میدهند. این افراد به همراه ابزارهای تکنولوژیک، یک سیستم منطقی را تشکیل میدهند.
شناخت توزیع شده و مشترک
این صفات مشترک و غیر یکسان برای تسلط بر توزیع شناخت در گروه و آگاهی از وضعیت سیستم‌های شناختی در ادبیات مورد استفاده قرار میگیرند (مثال: اندسلی، هانسمن و فیرلی 1999، هولانگل و وودز 2005، اشتاوت، کانن-باورز، سالاس و میلانویچ 1999). هنوز اختلاف بین این سه مولفه مشخص نشده و لازم است تا روشن شود.
توزیع شدن، مستلزم پراکندگی یا گستردگی فضایی و موقتی است. اما پیوستگی، مستلزم هماهنگی در اقدامی مشترک است. به اشتراک گذاری به معنای این است که شئ یا فرآیندی در اختیار تمام آحاد شرکت کننده در آن فرآیند درآید. در نگاه نخست، ممکن است این طور به نظر برسد که هر یک از این سه مولفه به تنهایی قادر هستند نگرش ما را نسبت به شناخت دگرگون نمایند. آنها ابعاد مختلفی را نشان میدهند. یک سیستم توزیع شده دارای محدودهای فضایی و موقتی است. یک سیستم ادغام شده، یکی از سیستم‌های فرعی مشترک است که میتواند به شکل مساوی در اختیار تمام اجزاء قرار بگیرد.
با این وجود، این نگرشی ساده نیست. مفهوم به اشتراک گذاری، هستهای مشترک را نشان میدهد که به وسیلهی اجزایی هماهنگ مورد استفاده قرار میگیرند. با این حال، این رویکرد اطمینان بخشی نیست. مفهوم به اشتراک گذاری نشان میدهد که یک هستهی واحد به وسیلهی کلیهی نهادهای هماهنگ به اشتراک گذارده میشود. در حالی که نهادهای وابسته به توزیع و وابسته به عناصر خود اجازه میدهند تا درک متقابلی از یکدیگر داشته باشند و نشان دهندهی مطلوبیت هستهی مشترک نیست. بدون تردید، آنها نیز باور مشترک را به کار میگیرند، اما نه در تمام سیستم و نه به صورتی که دسترسی مشابه به هستهی مشترک وجود داشته باشد. در عوض، آنها اوپورتونیسم، عدم تقارن و تقسیم شدگی را نشان میدهند اما به صورتی که به شکل معنا داری با زیرگروهها به اشتراک گذاشته شود. از طرف دیگر، مفاهیم توزیع و وابستگی مکمل یکدیگر بوده و یک سیستم توزیع شده، از مجموعهی زیرگروههای هماهنگ تشکیل شده است. در حالی که یک سیستم وابسته لزوماً یک سیستم توزیع شده است. در گفتمان علمی، متاسفانه این قابلیت اجباری است. زمانی که این قابلیت به عوامل انسانی محدود شود، توازن عمدی مباحث سیستم شناخت وابسته با مباحث توزیع شناخت مطرح شده به وسیلهی هاچینز مطابقت مییابد. این فشار و اجبار ذکر شده در دیدگاههایی به وسیلهی هولناگل و وودز (2005) بیان شده، پدیدار میگردند. در این دیدگاه، عوامل تکنولوژیک را میتوان به عنوان اعضای یک تیم در نظر گرفت. این نشان دهندهی نوعی تساوی بین مصنوعات تکنولوژیک و نوع بشر است. مباحث شناخت توزیع شده نشان دهندهی همبستگی ذاتی میان انسان و عوامل تکنولوژیک نیستند. خصوصاً روایت ناوبری عنوان شده به وسیلهی هاچینز (1995) نشان میدهد که مصنوعات تکنولوژیک، لزوماً زیر مجموعهی عوامل انسانی هستند. در این دیدگاه، مصنوعات تکنولوژیک ابزارهایی هستند که از قابلیتهای شناختی انسانهایی که سیستم را هدایت میکنند، پشتیبانی نموده و آنها را گسترش میدهند.
در حالی که مفهوم به اشتراک گذاری فواید اندکی دارد، مفاهیم شناخت توزیع شده و وابسته هر دو میتوانند درک ما از فضا به عنوان یک سیستم شناختی را قوت بخشند. فضا سیستمی است که متشکل از زیر مجموعههایی هماهنگ است. در نتیجه با طبیعت زیربنایی سیستم‌های وابسته سازگار است. همچنین، عوامل و فعالیتهای آن نیز ناگزیر در فضا و زمان پراکنده هستند. به گونهای که با طبیعت یک سیستم توزیع شده مطابقت داشته باشد. اثبات این نظریات درک ما را از فضا به عنوان یک سیستم شناختی تحت تاثیر قرار میدهد.
فضا به عنوان یک سیستم شناختی
تحولات کنونی به وجود آمده در کنترل ترافیک هوایی و مدیریت سیستم‌های آن عمدتاً متاثر از کناره گیری نسلهای پیشین فناوری و انتظاراتی است که سیستم‌های کنونی ما از حجم ترافیک موجود دارند. تمایل بر این است که فناوری را به عنوان یک راه حل در نظر بگیریم و بر لزوم آن تاکید کنیم. تردیدی نیست که پیشرفتهای تکنولوژیک، موقعیتهای جدیدی را در اختیارمان قرار میدهند که پیش از این در کنترل ترافیک هوایی و سیستم‌های مدیریتی آن موجود نبودند.
با این حال، به ویژه از نقطه نظر بررسیهای انجام شده در زمینهی سیستم‌های شناخت توزیع شده و شناخت وابسته، درسهای مهندسی شناختی بر نقش حیاتی عوامل انسانی در سیستم‌های اجتماعی-فنی تاکید دارند. راه حلهایی که بیش از اندازه به فناوری متکی هستند و نقش عوامل انسانی را نادیده میگیرند در پیشرفتهای نخستین به کرات مشاهده میشدهاند. مطالعات پیشگامانهی سارتر و وودز (1994) در این رابطه ایجاد تردید میکند. با این که هیچ کس تمایل ندارد به دوران پیش از به وجود آمدن سیستم‌های کامپیوتری و سخت افزارهای مکانیکی بازگردد، اما لازم است روشن شود که طراحی سیستم شناخت توزیع شده تنها در جهت ساخت مصنوعات فنی بهتر به کار نمیرود.
با این وجود، این موضوع به صورت یک منطق ضروری عمدتاً وابسته به پیشرفتهای تکنولوژیک باقی میماند. حوزهی قدرتمند هوش مصنوعی یکی از ضروریات پیشبرد عقلانیت است. اما علیرغم وعدههای فراوان آن دوران (برایتون 2004) این موضوع تنها مبتنی بر ساخت ابزارهای هوشمند نیست. نتیجه این خواهد بود که انسان به شکل اجتناب ناپذیری بردهی عملکرد تکنولوژیک باشد. ماحصل استیلای تکنولوژیک، سیستمی چشمگیر و کارآمد، اما شکننده است. مشکل این جا است که فناوری از راه حلهای اجتماعی-فنی الهام گرفته است که در بدترین زمانهای ممکن، شناخت عظیمی را به انسان تحمیل میکند. بنابراین، اصطلاح اتوماسیون ناآزموده تبدیل به یک عبارت برانگیزاننده میشود.
من به عنوان یکی از اعضای سازمانی این سمپوزیوم با نظریهی سیستم شناختی فضا اتفاق نظر دارم. این موضوع، ما را وادار میکند که نتایج حاصل از دریافت شناخت توزیع شده و وابسته را به گونهای مورد توجه قرار دهیم که یک سیستم فضایی عمیقتر و هوشمندانهتر را توسعه دهیم. به این دلیل که این موضوع، قابلیتهای شناختی و هماهنگ را جایگزین عوامل انسانی مینماید.
لازم است ما نظریههایی را بیان کنیم که در جهت بهبود سیستم‌های شناخت توزیع شده و وابسته جریان دارند تا به این ترتیب بتوانیم چگونگی عملکرد و پشتیبانی یک فعالیت تکنولوژیک نوین تحمیل شده بر عوامل انسانی را تشخیص دهیم. به این ترتیب میتوانیم آن چه که بین عوامل انسانی توزیع شده است را هماهنگتر کنیم. در جامعهی مهندسی سیستم‌های شناختی در مورد چگونگی ایجاد سیستم‌های شناختی بهتر از طریق تاکید بر نقش هماهنگ، تطبیق پذیر و معنیدار عوامل انسانی، بحثهای زیادی وجود دارد. مسلماً نیازی به تکرار این موارد نیست. با این حال، موضوع اصلی این است که ما باید یک سیستم هماهنگ از عوامل انسانی و قابلیتهای فنی را به گونهای گسترش دهیم که در آن ابزارهای ارتباطی موثری برای پشتیبانی از همکاری بین عوامل انسانی و رابطهای تاثیرگذاری که به کار گیری آنها از قابلیتهای تکنولوژیک پشتیبانی میکنند وجود داشته باشد.
البته لازم است که تحت تاثیر عصر تکنولوژی محور قرار نگیریم و به وسیلهی آن اغوا نگردیم. چرا که این موضوع، پیشرفت سیستم‌های اجتماعی-تکنولوژیک را محدود میکند. اهمیت موضوع در این است که بحثها و گفتگوهای ما تمرکز بر یک سیستم تکنولوژی محور را قوت نبخشد. همواره این خطر وجود دارد که اهل فن مفهوم مصنوعات تکنولوژیک را توجیهی برای پیگیری راه حلهای تکنولوژیک در نظر بگیرند و این موضوع را به بهای ادغام آن با قابلیتهای منحصر به فرد انسان به انجام برسانند. از نقطه نظر مهندسی شناختی، لازم است ما با برخی فانتزیهای علمی تخیلی که سعی میکنند القا کنند که اهل فن میتوانند تمام قابلیتهای انسانی را با سیستم‌های تکنولوژیک جایگزین نمایند به گونهای که انسانها دیگر هیچ نقشی نداشته باشند، مقابله کنیم.
